第1８回「ジャパン・インターナショナル・シーフードショー」
The 1８th Japan International Seafood & Technology Expo

シーフードの 冷凍を究める
The Basic Technology ofRefrigeration in Seafood
Aug 18th 2016

公益社団法人日本技術士会 水産部会

杉本昌明（杉本技術士事務所）
Sugimoto, Masaaki (Professional Engineer, Japan)
sugimoto_fish@yahoo.co.jp
1

最防処保し元い冷小止理管か通か凍限剤（中しりに（に）グの、にし凍抑とレ温急復て結えにー度速元低）
るよズ変凍すくにこっ・動結る抑よとて包抑とこえるが、装制深とる食でそ・、温はか材
きの冷及凍難、のる影凍び結し完損。響変保保い全傷を性護管。にを、とて一はも度で二冷
き度凍なとしい元て。のし生まエ 鮮 っン
ト 状 たロピ 態 らー（ に 、乱雑 戻 解さ） す 凍の増 こ し
加て一元度に起戻き
すて事しはまでっきたな事いは。、ウ
ィ けキペ っデ
ィ し（覆水 「覆盆 水に返 難ら 収ず 」）

ア2

冷凍による食品のダメージ
食材（タンパク質など）のまわりの水
凍結
保存

解凍

結合の強い水（凍りにくい）

結合がやや強い水

保持できなくなった水

結合の弱い水（最初に凍る）
3

急速凍結
食品の急速凍結とは何か
食品の凍結温度曲線

凍結時間の短縮だけが目的ではない！

芯温(℃)

最大氷結
晶生成帯

0－1

水氷融解潜熱334ｋＪ/ｇ－53090

300分

－18

急冷

緩慢－30
060120180

くく－１～－５℃の範囲で食品中の水の大部分が凍るので、「最大氷結晶生成帯」と呼ぶ

300min凍結時間
4急速凍結急速凍結で微細な氷ができると、筋肉組織の傷みは軽減できる
見分け方①凍ったままノコで輪切り②ナイフで表面を仕上げる③光沢を見る④削り片を噛んでみる

左：急速な凍結、 右緩慢な凍結（上段 光顕 X80） ⑤手指で揉んでみる
殻付ボイル イバラガニ脚肉の凍結 杉本1986
5急速凍結
急速凍結は食品中に微細な氷結晶を作る
急速５℃

緩慢

大きな氷結晶は細胞・組織を損傷させ、解凍時に再吸収されずに、解凍ドリップとして外部に流出する。
6

急速凍結
急速凍結すると、なぜ小さい氷結晶が多数できるのか？
Tamman 1970

結晶核の発生頻度

結晶の成長速度

多数の小氷結晶ができる温度域

大きな氷結晶ができる温度域

/

速度
頻度

－40℃

温 度

0℃
7急速凍結急速凍結だけではよい冷凍品とは言えない

急速凍結し、翌日解凍する

元の品質とほぼ同等

１５日後に解凍する

ちょっと違うぞ３０日後に解凍する

ドリップも出るね

半年後に解凍する

色も変わった一年後に解凍する

かなり変質している！

冷凍保管中に何かが起こっている！
8深温冷凍（Deep Freezing)保存－15～－20℃程度では食品の水は全部凍らない
氷結率－5～－6℃までは急速に氷結が進むが、その後は寝てくる。 →食品成分の濃縮による氷点降下の効果による。

％
１．鶏卵，レタス
２．牛乳，魚（淡水）３．食肉，トマト
４．玉ねぎ，海水魚
５．ニンジン，エンドウ
６．リンゴ，ジャガイモ
７．オレンジ，ブドウ
８．サクランボ
９．バナナ

品温 ℃

食品の凍結点と凍結率 Heiss 1964

海水魚の凍結点はおおよそ－1.5℃。
－20℃では水分の何％が凍っているか
凍結率 ｍ ｍ≒１－θi／θm＝1－（－1.5/－20） Θi ： 凍結開始点＝1ー0.075＝0.925すなわち92％が凍り，残り8％は未凍。
－60℃でも98％、完全に凍るのは絶対零度の－273.18℃であり、物質の動きが止まる沈黙の世界である。
9

深温冷凍保存
深温冷凍保管は保管中の氷結晶の成長を防ぐ
５℃（凍結）－２５℃（保管）－２５℃（保管）－1５℃

せっかく急冷して小さい氷結晶を作っても、保管温度が高いと氷結晶は成長して、魚肉組織を損傷させる。
10深温冷凍保存凍らない水は“悪さ”をする
５℃

食品成分が均一に水に溶けている

－ ５℃

－１０℃

氷はほとんど真水なので，水の中の成分はやや濃縮される－１５℃

未凍結水の食品成分は濃縮される（塩漬？）

冷凍食品の中の未凍結水分は濃縮され、魚肉タンパク質本来の性質を変性させてしまう。だから、いったん冷凍した魚肉は、解凍しても元の性質には戻らない。/冷凍した刺身は食感が異なってくる。
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深温冷凍保存凍らない水の悪影響を除くには？
５℃

食品成分が均一に水に溶けている－ ５℃－１０℃

氷はほとんど真水なので，水の中の成分はやや濃縮される－２５℃

未凍結水の食品成分は濃縮される（pH、塩濃度が変化）

この対策は：保管温度を－２５℃以下に下げ未凍結水の量を極端に減らし（５％程度）、水の移動と反応の機会を抑える。また、反応速度が下がることにより、濃縮による反応増大効果を減殺する。
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深温冷凍保存
つまり濃度効果を上回るほどの低温で保管すればよい
Lorentzen, 1978

C 化学反応・生化学反応

濃度効果①酵素反応，酸化反応②タンパク質の化学的損傷

(C化学
反応対数）

－３０・水や塩溶液への溶解性

温度効果

・かまぼこなどを作る能力
０３０℃

・ミオグロビンの酸化・褐変－15℃よりも－25℃の方が溶液が濃縮され、濃度効果により、ｐＨや塩濃度変化の影響が出る。しかし、温度効果により、それを上回る化学反応の低下が悪影響を減殺し、差し引き変性は抑制される。
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急速凍結と深温冷凍保管が必須
急速凍結だけではなく、深温保管とがセットになってよい冷凍食品が流通できる

生鮮
組織・細胞

[凍結]

[保管]

急速

深温－25℃

緩慢
通常－18℃
14保管中の温度変動
温度変動は氷結晶を成長させる
急冷直後－２０±２℃ ２ヵ月－２０±２℃ ６ヵ月

保管温度の上下動に従い一部の氷が融けたり再結晶したりを繰り返す。再結晶時には氷結晶は大きくなり、組織・細胞を損傷させ、解凍時に水分を抱えきれずドリップとなって流出する。
（微細氷結晶より巨大氷結晶の方がエネルギー的に安定のため）
15冷凍食品の乾燥/霜付
それは保管温度の上下変動による－１８℃
0.94 mmHg－２３℃
0.58 mmHg－１８℃の雰囲気が含むことのできる水蒸気圧は0.94mmHgと高いが、これを－２３℃に低くすると、0.58mmHgとなり、余剰の水蒸気は氷となって袋内に析出する。繰り返されると、食品から水分が蒸発し、乾燥が進む。袋がなければ冷蔵庫内に氷が着く。
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保管温度の上下変動はたんぱく質の変性を加速する

17冷凍食品の製造における基本技術
温度変動抑制Low Fluctuation Storage

深温冷凍保管Deep Freezing

急速凍結
Quick Freezing

土台がシッカリしな
いと、よい商品を顧客に届けることはできない。

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魚肉タンパク質の冷凍変性

冷凍変性速度 KD×104/day

保管温度が－40℃と低いと変性速度は小さいが、高いと魚種の差が出てきて、冷水性魚種は脆弱200

福田2012

aabcde
fg

150

100c
500ebdg－10

ムネダラ
スケトウダラ
シロサケ
マイワシ
マサバ
テラピア
メバチマグロf－20－30－40

保管温度℃
19

魚肉タンパク質の冷凍変性
温度

pH

6.0
－２０ 6.5
7.0
7.5
5.7
6.0
－３０ 6.5
7.0
7.5
5.7－４０ 6.0
6.5
7.0
7.5
凍結前保管温度と筋肉ｐＨの影響が大きい

福田
1981

６か月保管

0.5
マサバCa-ATPase比活性（μMPi/min/mg筋原線維）20

魚肉タンパク質の冷凍変性
保管中の温度変動はタンパク質を損傷させる
基本移動
温度℃ 温度℃ 0－15－20－15－25－15－30－15－20－25－30－20－20－25－30－25

福田1983

MfCa-ATPase全活性(%)

50

100
６か月保管

－30
21

タンパク質の冷凍変性の軽減－２０℃

新鮮でＡＴＰ含量が高いと、タンパク質の変性は軽微

タンパク質も液相中で濃縮される
鮮度が落ち、ＡＴＰ含量が低
いと、変性は進み不溶化

タンパク質（ＡＭ）の溶解度の比％

鮮度がよいと変性は少ない
100

－７８℃

－３０℃
50－２０℃－１５℃
002468
ＡＴＰ量（ｍＭ）

スケソウＡＭ抽出性の変化（1か月保管）緒方201222

タンパク質の冷凍変性の軽減

メトミオグロビン比率（％）

鮮度（ＡＴＰ含量）がよいと変性は少ない
80

△6040

即殺後凍結
までの時間 ＡＴＰ* ｐＨ△ ７時間
1.0 6.62□ ３3.2 6.65
○ １3.5 6.80

200123*μ mol/g

4 （月）カンパチの鮮度と－20℃冷凍保管中のミオグロビンの褐変木村郁夫ら201223

タンパク質の冷凍変性の軽減
ここまでは生やボイルした魚介類の説明。
保水処理したむきエビの冷凍はどうなのか？
炭酸ナトリウム、重曹、重合リン酸ナトリウム液中で処理することにより、タンパク質は溶解して筋肉組織は見る影もない（羊羹みたいな組織に変質）。
したがって少々保管温度が（－20℃と）甘かろうが、その影響は極めて少ない。表面がフィルム包装してあれば、乾燥の心配もない。
保管中はエビの水分（自由水）はしっかりタンパク質と結びついているので、氷結晶の大型化も阻止し、ダメージも少ない。
さすがに調理加熱するとタンパク質はすべての水を保水しきれず水を放って収縮する。これはしょうがない。
24

色素タンパク質の酸化の防止
超低温はミオグロビンのメト化を防ぐ

メト化率（%）

５０－１８℃

４０R-Mb
紫赤色（Fe++）

酸素化 +O2
脱酸素 －O2
酸化３０２０－３５℃

１００Oxy-Mb
鮮赤色（Fe++）

自動酸化Met-Mb
褐色（Fe+++）

－７８℃

１２３

メバチ肉の褐変反応

４５６
保存期間(月）25

魚肉脂質の酸化防止
超低温は多脂魚の油やけを防ぐ
秋サバ凍結保管中の脂質酸化P.J.Ke 1977

26

原料の吟味－旬や鮮度にこだわる－
貝類の旬（しゅん）山村1964

ホタテ（サロマ湖）

10グリ
コーゲン
量

カキ （松島湾）

〇

〇

86％

42〇〇

◎
◎ ◎◎◎〇〇◎ ◎ 〇〇〇◎◎0〇 〇〇◎◎ ◎5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 月
27

原料の吟味－旬や鮮度にこだわる－
タラ類身割れの周年変動

Love 1980

Gaping Score

4.03.02.01.0
11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 月
漁獲月

28

原料の吟味－旬や鮮度にこだわる－
銚子港、境港、長崎漁港サバの脂質

千葉県総研2012
渡辺文雄2010
大迫一史1999

脂質含量 （％）

3025201510502009 31999 32012 3

444555666777888

9 10 11 12 1 2 月
9 10 11 12 1* 2*月
9 10 11 12 1 2 月
29

原料の吟味－旬や鮮度にこだわる－
旬の低水分原料を使うと変性が少ない
低水分水分マグロ・カツオ
秋サバ
旬の貝類

高タラ・カレイ春サバ
旬以外の貝類
脱水・乾燥・調味して、低水分加工することで、耐凍性が向上する。

上平 1978

タンパク質との結合が弱い
自由水を取り去ることで、冷凍変性を最小限にする。
30

よい冷凍品、悪い冷凍品
寄生虫
汚染
微生物・農薬・貝毒

アニサキス
胞子虫

香味
風味抜け

肉色
マグロ類焼け肉
貝柱褐変

鮮度異物
釣針・漁網・フィルム

外観
アカウオ退色 エビ黒変
イカ色素胞収縮

変色

異物

スポンジ化
タラ・カレイ

黄褐変
食感

硬化

魚介

サバ・サケ腹部黄変
アジ干物の褐変

油やけ

カニ肉の硬化
すり身ミオシンの変性
ドリップ多量発生

変色

肉色

変色
乾燥

マグロ肉の褐変
血合い肉の褐変

表皮
サンマ・ブリ類
黄色カロティノイド退色

グレーズ
表皮

眼球

ブリの緑色消失

水晶体白濁

透明度低下・鰭乾燥
カキの渋味

31

最後の決め手は解凍技術
素材および加工用原料の解凍
ゆっくり解凍牛肉

急いで解凍

高鮮度マグロ
豚肉

硬く安定な筋肉組織→
解凍中に軟化させる。

たこいか
鶏肉

筋肉組織が密で冷凍・解凍中の変質が少ない

と殺直後の冷凍肉はATP含量が高く→急速解凍は不可

イモ類

かじきアジ葉物
根菜

冷凍した農産物では細胞質が弱い→急速解凍が必須

特に小型魚類は解凍中の鮮度落ちが速い→急速に解凍

解凍不要・直接加熱調理
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冷凍水産食品の好ましい管理
製造から消費まで、コールドチェーンの総和が冷凍食品のトータル品質
品質 ＝Σ{ 素材 ＋ 加工 ＋凍結 ＋ 流通 ＋ 解凍・調理 }

旬の魚介を

水分を調節

鮮度を吟味

Cook＆Chilled

冷凍適性魚

糖分添加

急冷

深温冷凍保管

急速解凍

温度変動抑制

直接調理

適切な包装

丸よりフィレ33